Транзистори з рідкого металу стануть основою біологічно сумісних “рідких” комп’ютерів

Транзистори, крихітні електричні вимикачі, є основою всіх сучасних електронних пристроїв, починаючи від комп’ютерів і закінчуючи найпростішими таймерами мікрохвильової печі.

І свого роду аналоги транзисторів також повинні стати основою електроніки нового типу, м’якою і біологічно сумісної електроніки, яка зможе функціонувати, будучи вбудованою прямо в тіло людини або іншої живої істоти. Роботу в даному напрямку ведуть фахівці Лабораторії м’яких машин (Soft Machines Lab) університету Карнегі-Мелоун і їм вже вдалося розробити технологію виготовлення м’яких електронних схем на основі сплаву індію-галію, який є рідким при кімнатній температурі і який можна укладати в м’які і еластичні оболонки зі спеціальної гуми, що нагадує шкіру за своєю структурою.

Під час проведення чергових досліджень вчені виявили, що рідкий метал при певних умовах може працювати як електричний вимикач, тобто їм вдалося створити свого роду рідкометалевий аналог транзистора. Ці транзистори працюють за рахунок створення і розмикання контакту між двома крапельками металу. Коли до цих крапель підводиться електричний потенціал певної полярності, вони притягуються один до одного і контактують, що дозволяє протікати електричному струму через місце контакту. При зміні полярності подаваємого електричного потенціалу крапельки металу відштовхуються одна від одної і контакт розмикається.

Відповідальність за такий незвичайний ефект несе явище капілярної нестабільності. “Ми можемо спостерігати це явище в навколишньому житті буквально кожен день” – пишуть дослідники, – “Якщо ви пустите з крана дуже тонку цівку води, то вона, за рахунок згаданого вище ефекту, розіб’ється на окремі краплі”.

Для того, щоб створити рідкометалевий транзистор, вченим довелося навчитися штучно викликати явище капілярної нестабільності в середовищі рідкого металу. Саме завдяки цьому ефекту під впливом електричного поля одна крапля металу розділяється на дві. А посилюється цей ефект за рахунок електрохімічної реакції на поверхні металу, перепад товщини створюється на поверхні шару оксиду і викликає перепад сил поверхневого натягу, яке і розділяє одну краплю на дві менших краплі.

Вчені називають все це рідкометалевим транзистором через те, що він має ряд властивостей, схожих з властивостями звичайних напівпровідникових транзисторів. “Зформовані дві краплі рідкого металу дуже схожі на два електроди польового транзистора, стік і витік. І, використовуючи керуючий електричний потенціал, ми можемо домогтися закриття або відкриття рідкометалевого транзистора” – пишуть дослідники, – “Така технологія надає нам масу унікальних можливостей, на її основі можна буде створювати повністю перебудовуванні на фізичному рівні рідкометалеві електронні схеми “.

Область застосування нового типу ” програмованої матерії ” практично нескінченна. Вироби, виготовлені з такої матерії, зможуть змінювати не тільки свою форму, функціональні можливості, підлаштовуючись найоптимальнішим чином під особливості розв’язуваної в даний момент завдання.